人教版高中地理必修三第一章《第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的作用》教学设计

《第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的作用》教学设计北京市八一中学王小丽学习目标

1．说出遥感的一般原理和主要工作过程。结合实例，了解遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用。

2．说出全球定位系统的组成及一般工作过程。举例说出全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用。

3．说出地理信息系统的一般工作程序。运用有关资料，了解地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能。

4．列表比较“3s”技术的区别。

5．了解数字地球的含义。

教学重点、难点

1．了解RS的工作过程以及在资源普查、环境和灾害监测中的应用。

2．举例说出全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用。

3．运用有关资料，了解地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能。

4．理解数字地球的含义。[来源:学#科#网]

教学方法

读图表资料分析法、例举法、讲授法

教学课时：3课时

教学过程

第一课时

导入：2013年4月20日雅安地震，灾区灾情牵动亿万国人。雅安四周都是山区，桥断路陷，通信中断，灾后如何及时了解灾情，及时开展救灾行动，你有什么办法？

在抢险救灾中地理信息技术发挥着日益重要的作用。地理信息技术主要有哪些技术？在区域地理环境研究中有哪些作用？下面让我们学习第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的作用来解决这些问题。

新课学习：

一、地理信息技术

阅读书P6前三段，找出地理信息技术概念、主要类型及应用领域。

1．概念：获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称。

2．主要类型：遥感、全球定位系统、地理信息系统

3．应用领域

（1）区域地理环境研究：包括资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土开发规划等。

（2）大众化应用：包括GPS汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统等。

诗人王之涣在《登鹳雀楼》中写道“欲穷千里目，更上一层楼。”登高的目的是什么？要想看到更远、更大的地方怎么实现？

二、遥感(RS)技术的应用

1．概念：人们在航空器或航天器上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的感知。

资料：《利用遥感揭穿军事伪装》为什么这些伪装难逃遥感的“法眼”？

2．主要环节

3．原理：

由于地面物体的种类、性质、环境条件不同，其反射和辐射的电磁波也各不相同。

传感器装载在飞机或卫星上接受地面物体反射或辐射的电磁波信息并记录下来，传回到地面接收站进行处理和分析。

传感器运载工具的飞行高度对遥感探测的范围、速度、周期、分辨率等影响很大。一般说来，运载工具飞得越高，探测的范围越大，获得资料的速度越快，周期越短，对地物的分辨率越低；反之亦然。需要注意的是，遥感对地物的分辨率除与飞行高度有关外，还与传感器的性能有关。

从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方面看，遥感具有哪些特点？

人工实地调查利用遥感技术调查花费时间

时效性

连续性

调查人员

调查成本

调查范围

4．优势：（1）遥感可以提高研究工作的精度和质量，节省人力、财力，提高效率。

（2）遥感信息作为重要的信息源，为区域地理研究从定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转化发展提供了条件。

如：遥感影像见证咸海面积的缩小。不同时期上海南汇滴水湖港城遥感影像对比。

利用遥感图像上的色调、色彩、大小、形状、阴影、纹理、图型等标志可直观识别遥感图像上的目标地物。比如黑白影像、真彩色影像、假彩色影像，各种遥感影像的地物颜色有什么特征？

地物的影像特征黑白影像建筑物为灰白色，草地和森林颜色较深真彩色影像与地物的颜色特征一致假彩色影像草、树、庄稼为红色，水为灰色或蓝色，城市为灰蓝色

5．遥感的应用

（1）资源调查:

中国土地利用分布图、新疆石河子土地利用及作物分布遥感影像。

（2）环境监测：城市灯光遥感影像，城市热岛遥感影像，考古遥感影像

（3）灾害监测：读图分析书P9图1．5、图1．6长江洪水、印尼海啸灾前灾后影像对比、汶川地震前后影像对比、监测森林火点的分布与变化、大气监测和台风预报、监测海域赤潮。

阅读：书P10《遥感在农业方面的应用》

总结：遥感技术是国土整治和区域发展研究中应用较广的技术手段之一，我国在这个领域已经走在了世界的前列。我国的大部分土地已经获得了大比例尺的航空影像资料，成功发射了回收式国土资源卫星，自行研制发射了“风云”卫星。遥感技术为我国自然资源开发与利用提供了大量的有用的资料，在我国农业估产、灾害监测、矿产勘察、土地利用、环境管理与城乡规划中起到了非常重要的作用。

第二课时

导入：视频电影《国家公敌》片段，影片中主人公为什么总是被中情局发现藏身之处？

三、全球定位系统(GPS)

1．概念：利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。

2．组成

3．作用：为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。

4．特点：具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性。

优势含义全能性不管是陆地上，还是海洋上，都可以依靠GPS进行定位导航；不管是航空活动还是航天活动(低轨航天器)，都可以使用GPS进行定位导航全球性GPS所服务和覆盖的空间范围，遍及地球上的每一个角落全天候不管是在什么样的气象、气候条件下，都能提供服务连续性GPS能够连续不断地提供定位导航服务实时性GPS提供的信息是瞬时的、同步的，不是历史上的、过去的信息

5．应用：定位导航

讨论：（1）在GPS汽车导航中，信息在汽车、卫星和服务中心之间是怎样传递的？

（2）任选课件中的应用领域谈谈自己对GPS应用的认识。

资料：《借助卫星定位，千里寻回失车》、《GPS与精准农业》、《用GPS耳机来放牧奶牛

》、《用GPS帮助走失老人》

拓展：中国、俄罗斯、欧盟卫星导航系统介绍

总结：随着全球定位系统进入人们的日常生活，其应用前景非常广阔，利用全球定位系统为导航服务已成为一种新兴的行业。同学们可以在这一领域大展身手，为我国在世界全球定位系统开发中处于领先地位作出贡献。

第三课时

导入：以前研究地理环境，先要通过查阅地图和书籍获知“在哪里”和“是什么”这样的地理信息，再结合实地考察和所掌握的地理知识，来分析各种地理现象的特点和规律。这样做，得到的信息少，速度慢，准确度比较低。现在我们借助地理信息技术可以更好地研究地理环境。

书P9图1．5、图1．6洞庭湖及荆江地区卫星遥感图像，图1．5b和图1．6b是在遥感影像提供信息源的基础上利用地理信息系统处理而成。

四、地理信息系统

1．概念：专门处理地理空间数据的计算机系统，成为地理信息系统，简称GIS。

阅读书P12“GIS的简要程序”，简单了解GIS的工作过程。

2．应用──在城市管理中的应用

书P15图1-10

《香港地理信息系统部分显示》，你可以利用地理信息系统获得哪些帮助？与地图相比，地理信息系统具有哪些优点？

讨论：书P14活动2

城市110指挥中心在接到报警电话后，能在最短的时间内指挥警车到达出事地点。为提高出警效率，许多城市配备了巡誓车。应用地理信息技术可大大提高出警效率(图1．11)。

参考答案

（1）110指挥中心要随时掌握每辆巡警车在城市中的位置，可以利用哪一种地理信息技术？

可以利用全球定位系统

（2）110指挥中心要确定哪一辆巡警车离出事地点最近，可以利用哪一种地理信息技术？

可以利用地理信息系统

（3）110指挥中心要判定最近的警车至出事地点的道路是否畅通，还需要利用哪些技术?如果存在严重交通堵塞，110指挥中心又该怎么办？

还要用到摄像和视频传输技术。如果存在严重交通堵塞，需要另外找较近的且有条件较快赶到出事地点的巡警车（需要综合运用上述技术）。

（4）假如你是110指挥中心的调度员，描述在接到报警电话到指挥警车前往出事地点的工作程序。

接警→确认出事地点的位置→（在显示各巡警车的地理信息系统中）了解其周围巡警车的位置→分析确定最近（或能最快到达）的巡警车→通知该巡警车。

（5）由此例推想，地理信息技术还可以应用于城市管理的哪些部门中？

城市交通组织和管理、商业组织和管理、城市规划、卫生救护、物流等部门，都可利用地理信息技术。

资料：见课件《利用地理信息系统进行市区择房》

小结：地理信息系统在城市交通、土地利用、城市规划等方面都具有强大的管理功能。

资料：戈尔“数字地球”的提出。

阅读：书P14第二段，认识数字地球的概念、原理。

五、数字地球

1．概念：指数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。

2．原理：数字地球是将不同空间、时间的自然、人文的大量信息，按地理坐标，从区域到全球进行整合并进行立体的，动态的显示，能为复杂的生产、研究活动提供实验条件和试验基地。

讨论：3S技术在构建数字虚拟生活中所起到的作用。

资料：数字地球的应用（见课件）。

小结：数字地球实际就是多种信息相结合的地球，把地球上每一个点的所有信息按地球的地理坐标加以整理，构成一个全球信息模型。数字地球用数字化的手段统一处理问题，最大限度的利用信息资源，让人们方便地获取他们想要了解的地球上任何一个点的任何方面的信息。作为一项长期的战略目标，数字地球需要经过全